大型钢铁企业制氧配置.pdfVIP

中国动力-T程学会T业气体专业委员全2009印技术论坛论文集 大型钢铁企业制氧系统的配置 张志义 (上海宝钢工程技术有限公司) 摘要：论述钢铁联合企业制氧系统配置中关注的问题：纯度、压力、升压工艺、系统保安、管网波动、总 体布置、噪声治理等，高炉冶炼-T艺和COREX冶炼工艺中制氧系统配置的特点。 关键词，制氧系统、钢铁冶炼 l前言 钢铁食业冶炼牛产工艺中需大量使用氧气、氮气、氩气等工业气体。氧气丰要用于高炉、 熔融还原冶炼炉、转炉、电炉冶炼；氮气主要用于炉子密封、保护气、炼钢精炼、转炉溅渣 护炉、保安气体、传热介质及系统吹扫等：氩气丰要用于炼钢精炼等。为适应生产要求，保 证生产安全稳定运行，大型钢厂均配置有专供的制氧站和氧氮氩动力管网系统。 大型全流程钢铁氽、Ik目前配置的常规物流为：焦炉、烧结、高炉炼铁、转炉电炉炼钢、 轧钢工序。因强调环境保护，简化工艺流程，国际钢铁行业近代开发出铁前区域短流程工艺 一熔融还原炼铁，在一个冶炼炉中直接将铁矿原料还原为铁水。 二种不同冶炼工艺流程需要的工业气体有较大差别：常规冶炼高炉需用氧气最占钢厂总 需用量28％，炼钢需用的氧气量占钢厂总需用量的40％。而熔融还原工艺炼铁生产需用氧气 量占钢厂总需用最78％，炼钢需用的氧气最占钢厂总需用最13％。 此-类流程在宗钢集例氽业中都有成熟应用，宗钢股份有限公司中厚板分公司配置的铁 水冶炼流程为熔融还原炼铁COREX．3000炉。宝钢集团其它钢厂配置的流程均为常规高炉流 程。 ，卜海宝钢工程技术有限公司参加了宝钢股份有限公司宝钢分公司(年产钢最1500万吨 级)和中厚板分公司(年产钢量300万吨级)配套制氧站的工程建设，对钢厂制氧站及氧氮 氩动力管网系统展开深入研究分析，一卜．研就二类冶炼流程的需用特点和为满足钢厂要求所设 置的制氧站和管网系统的配置特点作专题论述。 2钢厂主要用户工艺对氧氮氩的要求 2．1高炉工艺 高炉冶炼的供氧得主要作用是冶炼中保证一定的炉内高温，而不是直接参与冶炼反应。 氧气混入高炉鼓风中，掺混为富氧空气进入高炉。以前工艺提出的鼓风富氧率一般在3％以 下。随着高炉工艺=改进，为节约焦炭，采用大喷煤工艺后，以及为满足高炉牛产提升产量， 要求鼓风富氧率提高到5％～6％，用氧单耗达N60Nm3／t铁。 因高炉用氧是掺混的富氧空气，所以氧气的纯度可为低纯度。 高炉鼓风的空气压力一般为0．6MPa，配置有空气鼓风机。氧气混入高炉鼓风系统有二 种方式：机前富氧、机后富氧。机前富氧要求的氧气趣力达到10kPa以上，机后富氧要求的 氧气压力接近0．6MPa。 高炉系统正常使用的密封、吹扫用氮气的压力要求为0．4MPa，喷煤系统中还需事故保 安用氮，为确保瞬间的供应量要求，一一股采用高压罐储备保安氮气。 2．2COREX炉工艺 熔融还原炼铁工艺中氧气需要参与冶炼反应，其用氧量与炼铁产量有直接的等比关系， 小供氧量为正常生产用量的42％。 要求控制在0．8MPai5％。氧气必须确保有一一定时间持续最的供应，对COREX．3000炉，需考 虑液氧储备量550t。 10％。并要求氮气的供应眶力大于氧气供气压力的0．1MPa以上。 COREX炉停车时要求氮气必须在3秒内达到3．5万Nm，／h。 2．3炼钢工艺 与高炉、COREX炉冶炼方式不同，转炉炼钢用氧为问断使用，吹氧时负荷大。并且氧 中国动力T程学会丁业气体专业委员会2009年技术论坛论文集 气参与冶炼反应，其需用氧帚与炼钢产量有直接的等比关系，用氧单耗约为60Nm3／t钢。要 求的氧气压力大于1．4MPa，氧气纯度99．5％。 为提高转炉使用年限，目前钢厂普遍采用氮气溅渣护炉工艺技术，氮气为问断使用，使 用时负荷大。要求的氮气雎力大于1．4MPa。 炼钢精炼需用氙气，随着产钢品种提升，精炼要求更高，用氧量逐步增加。 2．4冷轧 冷轧机组用氮量要求单耗达到50～67Nm3／t，随着钢厂轧制区域冷轧机组的增建，钢厂 的用氮量提升很快。 3制氧站工艺配置 根据每个钢厂金属物流配置不同，对氧氮氩工业气体的要求也不尽相同，在制定制氧站 的工艺方案H于需对机组能力、产品纯度、输送压力、升压工艺、系统保安、总体布置、噪声 治理作专题认证。 3．1制氧机组能力